Thierry Charbonnier va debutar en competició a 16 anys. El 1978 va guanyar el campionat d'Alvèrnia de 50cc amb una Fantic i el 1979, el de França de la mateixa cilindrada en categoria "National", aquesta vegada amb una Cimatti. El 1981 va guanyar amb una Husqvarna el campionat estatal de superiors a 175cc i l'absolut ("Scratch") i els dos anys següents, dos campionats més en la cilindrada dels 500cc en la categoria màxima, "Inter". El 1984 va ser subcampió d'Europa d'enduro en quatre temps i va guanyar la Copa de França.[2]
Charbonnier va destacar també en curses de resistència TT, com ara el Bol d'Herbe (que va guanyar el 1982) i les 24 Hores de Bretanya. A més, va competir esporàdicament en motocròs, trial i pujades de muntanya. Però fou en els raids on més va excel·lir. El 1982 va participar al Ral·li Dakar amb un Husqvarna 250 i va acabar-hi vuitè. Entre el 1985 i el 1989 va córrer per a l'equip Gauloises-Yamaha, on els dos darrers anys va tenir per company Stéphane Peterhansel. Durant aquella època va guanyar la Djerba 500 a Tunísia (el 1985 amb una Yamaha XT600 Ténéré oficial[2]) i va córrer als principals raids africans, com ara el dels Faraons, el de l'Atles i el de Tunísia.[3] El 1986 va ser quart al Ral·li Dakar i, més tard, va patir un greu accident al Ral·li del Atles, però un cop recuperat va tornar a les competicions.[2][3] El 1993 fou segon al Ral·li Dakar amb una Yamaha YZE750T Super Ténéré, darrere del seu antic company d'equip Peterhansel i davant de Jordi Arcarons, tots tres amb la mateixa moto.
El 1994, Thierry Charbonnier es va retirar de les competicions motociclistes i va començar a practicar amb automòbils tot terreny. El 1998 va tornar a les competicions, ara en automòbil, i entre el 1999 i el 2001 va córrer amb un Mercedes ML 430 diversos raids, entre ells el Ral·li Dakar i els d'Egipte, Marroc i Tunísia. El 2003 va desenvolupar un prototip conjuntament amb el fabricant anglès Bowler Motors amb el qual va guanyar diverses curses.[3] El 2008 va guanyar les 24 Hores TT de Portugal amb un Bowler Wildcat.[2]
